Американские инженеры создали очки, которые автоматически фокусируются на предмете, на который смотрит человек. В них установлены датчики расстояния и движения глаз, а также линзы с переменным фокусным расстоянием. Благодаря этому очки постоянно отслеживают направление взгляда и подстраивают фокусное расстояние в соответствии с расстоянием до предмета, рассказывают разработчики в статье, представленной на конференции SIGGRAPH 2018.
Обновлено: в июне 2019 года статья опубликована в Science Advances. По сравнению с оригинальным докладом в ней появились испытания очков несколькими десятками добровольцев, большинство из которых одобрили устройство.
Глаз человека фокусируется на близких предметах с помощью цилиарной мышцы, которая может менять кривизну хрусталика и тем самым менять его оптические свойства. С возрастом хрусталик становится более твердым и у людей развивается пресбиопия — состояние, выражающееся в сложности или неспособности глаза фокусироваться на близких предметах. Обычно для компенсации пресбиопии используют очки с одним фокусным расстоянием для близких объектов или прогрессивные очки с фокусным расстоянием, варьирующимся в зависимости от области линзы. Кроме того, существуют прототипы очков с переменным фокусным расстоянием, но его необходимо постоянно настраивать вручную.
Гордон Вецштайн (Gordon Wetzstein) и его коллеги из Стенфордского университета создали очки, которые могут менять фокусное расстояние линз автоматически, в зависимости от того, куда направлен взгляд человека. Инженеры использовали в прототипе очков коммерчески доступные линзы с переменным фокусным расстоянием. В такой линзе находится жидкость, которая может менять форму под действием приложенного напряжения. За счет этого можно менять кривизну линзы и ее фокусное расстояние. Диапазон изменения оптической силы линзы составляет четыре диоптрии.
Инженеры оборудовали очки системой автофокусировки, состоящей из камеры глубины и двух камер для отслеживания положения глаз. Камера в верхней части очков в реальном времени создает карту глубины, отображающую расстояние до разных объектов. Одновременно с этим датчики движения глаз собирают данные о направлении взгляда, после чего алгоритм накладывает координаты точки взгляда на карту глубины. На основе этих данных алгоритм меняет фокусное расстояние линз в соответствии с расстоянием до предмета интереса.
Очки успевают вычислить направление взгляда и сфокусировать линзу за 150 миллисекунд. Разработчики отмечают, что очки требуют меньше времени на привыкание к ним, чем обычные или прогрессивные очки.
Инженеры не первый раз создают электронные очки для помощи людям с нарушениями зрения. Например, весной разработчики из Новой Зеландии и Японии представили прототип очков дополненной реальности, компенсирующих дальтонизм. Они в реальном времени анализируют поле зрения пользователя и накладывают на некоторые области изображение с измененными цветами.
Григорий Копиев